10G EPON將在FTTB/C/N率先應用

目前，主流PON技術已經(jīng)取得了明顯進展并開始規(guī)模部署。EPON技術在技術標準、設備功能與性能、互通性、產(chǎn)業(yè)鏈、成本方面都有了突破性進展，已經(jīng)在國內(nèi)外運營商的FTTH接入網(wǎng)建設及光進銅退接入網(wǎng)改造過程中得到大規(guī)模部署；GPON技術在標準、核心元器件、設備功能與性能、設備成本等方面也取得了較大進展，國內(nèi)外運營商也開始進行GPON試商用或者商用。這都標志著第二代PON技術（第一代是指傳統(tǒng)的窄帶PON）的成熟和規(guī)模應用。

另一方面，一些新的業(yè)務（如HDTV、網(wǎng)真等業(yè)務）、新的網(wǎng)絡部署方式也對PON技術提出了更高的要求。例如，為了降低網(wǎng)絡改造的成本和難度，國內(nèi)運營商普遍采用FTTB/C/N的部署方式，這種模式下，每個ONU覆蓋十幾個甚至超過100個用戶，每個PON口覆蓋用戶數(shù)可達512甚至更高，那么目前的EPON和GPON都存在著能力上的不足。隨著10Gbps技術的成熟，在這種業(yè)務需求的驅(qū)動下，業(yè)界開始研究和開發(fā)具有更高的傳輸能力、更強的業(yè)務支持能力、更完善的管控功能的下一代PON技術。

下一代PON的主要技術特征

1．10Gbps及以上的傳輸速率。上下行對稱10Gbps或者下行10Gbps上行1Gbps的非對稱系統(tǒng)。也有人認為下一代PON應該是采用WDM技術的WDM PON。但目前在高功率無色光源等關鍵技術上還急需取得突破，所以個人認為下一代PON的主要技術特征應該是10Gbps的傳輸速率，這在技術上是成熟的，WDM PON將是下下一代PON技術的主要技術特征。

2．更高的分路比。下一代PON應支持至少1:64的分光比，光功率預算也包括20dB、24dB甚至28dB等。

3．更強的組網(wǎng)能力。下一代PON主要是面向FTTB/C/N等場景的業(yè)務需求，因此在設備形態(tài)、功能與性能、業(yè)務管控等方面得到顯著提升以滿足組網(wǎng)的需求。

4．對EPON/GPON的兼容性。考慮到目前已經(jīng)大量部署的EPON和GPON系統(tǒng)，下一代PON系統(tǒng)應該兼容EPON和GPON，以確保網(wǎng)絡的平滑演進，保護既有投資。

延續(xù)著既有的競爭格局，在進行下一代PON的研究和標準化的過程中，EPON和GPON兩大陣營仍然各自為政，而沒有融合為統(tǒng)一的標準。

10G EPON具備商用條件

從2005年開始，IEEE就開始了下一代10G EPON技術的研究和標準化工作，并已取得突破進展，目前已經(jīng)形成了IEEE802.3av的標準草案。今年9月，IEEE802.3av標準將正式發(fā)布。

作為下一代的EPON技術，10G EPON系統(tǒng)采用了更高速率的傳輸技術，顯著提高了系統(tǒng)的下行傳輸能力。具體而言，IEEE 802.3av規(guī)定了10Gbps下行、1Gbps上行的非對稱模式（10/1GBASE-PRX）和10Gbps上下行對稱模式（10GBASE-PR）兩種速率模式。

對稱10G EPON系統(tǒng)的上行方向數(shù)據(jù)速率是10Gbps且必須工作于突發(fā)模式，對ONU的突發(fā)模式光發(fā)送機和OLT的突發(fā)模式光接收機的指標提出了較高的要求，主要體現(xiàn)在Serdes模塊實現(xiàn)難度較大。

另外，10Gbps的工作速率對光模塊技術提出了很高的挑戰(zhàn)，這主要是指高功率激光器和高靈敏度探測器。10G EPON標準規(guī)定了更高的鏈路光功率預算（Power Budget），除了定義了與EPON相同的20dB、24dB外，還根據(jù)實際組網(wǎng)的需要，定義了29dB的光功率預算，可以支持20km，1:32分光。

另外，10G EPON采用64B/66B編碼，效率為97%，與1G EPON的8B/10B（效率為80%）相比有了明顯提升。10G EPON的FEC功能采用RS（255，223）編碼，可增加光功率預算5～6dB，與1G EPON的RS（255，239）編碼相比能力更強。

由于10G EPON系統(tǒng)的速率很高，一定時期內(nèi)FTTH場景下的用戶帶寬需求都可以使用EPON技術得到滿足而無需采用10G EPON技術，所以10 GEPON主要面向FTTB/C/N場景。FTTB/C/N場景下每個MDU要接入多個用戶，因此對MDU的面向每個用戶的QoS保證能力要求很高，比如業(yè)務流分類功能、隊列數(shù)量、調(diào)度算法、CPU處理能力等，這也是10G EPON系統(tǒng)實現(xiàn)要重點考慮的方面。此外，10G EPON對OLT設備的系統(tǒng)架構、總線結構、交換能力、業(yè)務管理等方面都提出了遠高于EPON的要求。

為了實現(xiàn)10G EPON與1G EPON的兼容和網(wǎng)絡的平滑演進，IEEE 802.3av標準在波長分配、多點控制機制方面都有專門的考慮，以保證10G EPON與1G EPON系統(tǒng)在同一ODN上的共存。

如圖1所示，在波長規(guī)劃方面，為了實現(xiàn)與1G EPON的兼容，10G EPON沒有使用1G EPON系統(tǒng)所使用的1490nm的下行波長，同時考慮避開模擬視頻波長（1550nm）和OTDR測試波長（1600~1650nm），IEEE 802.3av標準選擇1577nm作為10Gbps下行信號的波長（波長范圍1574~1580nm）。因此，在下行方向，10Gbps信號與1Gbps信號為WDM方式。而上行方向，1Gbps信號的波長是1310nm（1260~1360nm），IEEE 802.3av標準規(guī)定10Gbps信號的上行波長是1270nm（1260~1280nm），二者有重疊，因此不能采用WDM方式，只能采用雙速率TDMA方式。

在控制協(xié)議和管理機制上，10G EPON完全繼承了現(xiàn)有的EPON標準，僅僅是對EPON 的MPCP協(xié)議（IEEE802.3）進行擴展，增加了10Gbps能力的通告與協(xié)商機制。這樣可以充分利用現(xiàn)有EPON的實現(xiàn)方案，極大地降低了芯片和設備成本。

NG-PON尚在基礎研究階段

GPON的標準化組織全業(yè)務接入網(wǎng)聯(lián)盟（FSAN）也于2006年開始開展下一代PON（FSAN稱為NG-PON）的研究。目前基本形成了NG-PON的白皮書草案。在該白皮書中，定義了兩種NG-PON的可能標準：下行10Gbps上行N×2.5Gbps的非對稱NG-PON1和上下行對稱10Gbps的NG-PON2。非對稱NG-PON1系統(tǒng)主要是為了避免10Gbps的上行突發(fā)光模塊的技術障礙。這是因為按照既有的GPON標準，對10Gbps突發(fā)光收發(fā)模塊的激光器打開/關閉時間、同步速度、功率調(diào)整要求都非常高。因此NG-PON1在上行方向引入N個2.5Gbps的波長通道實現(xiàn)上行傳輸能力的提升。NG-PON2則采用類似于對稱10G EPON的速率體制，上下行均采用一個波長且均工作于10Gbps的速率。目前對于NG-PON的波長規(guī)劃尚未確定，與光功率預算相關的各項光學指標也沒有明確。從業(yè)務指配角度，基本的原則是NG-PON繼承GPON相關的OMCI管理框架。

該白皮書還重點研究了目前的GPON如何向在現(xiàn)有的光纖基礎設施上平滑提高系統(tǒng)帶寬和業(yè)務提供能力。其中主要是基于在局端進行分光比的調(diào)整和利用WDM技術增加波長來實現(xiàn)（如NG-PON1的方案）。

總體上，F(xiàn)SAN的NG-PON標準還處于方案論證和基礎研究階段，技術上還沒有取得實質(zhì)性進展，也沒有具體的標準化計劃。國內(nèi)外的運營商、設備廠商和元器件廠商也非常關注NG-PON技術的發(fā)展。從運營商的角度來看，下一代PON最好形成一個統(tǒng)一的標準，而不希望形成目前EPON和GPON分庭抗禮的局面。形成統(tǒng)一的、國際化的下一代PON標準有利于提高技術一致性、完善產(chǎn)業(yè)鏈、降低成本，有利于該技術的成熟和部署。

目前，業(yè)界普遍的看法是：整體上，10G EPON技術走在FSAN積極推動的NG PON技術前面，將于2010初開始試商用，并可能迅速占領FTTB/C/N市場。這對于傳統(tǒng)固網(wǎng)運營商來講是一個好消息，這意味著可以充分習用現(xiàn)有的雙絞線和五類線入戶設施，改造成本低廉，且在能力上可以滿足相當長的時間內(nèi)帶寬需求，而無需進行成本高、難度大的FTTH改造。